CN204470778U - 搅拌摩擦焊搅拌头 - Google Patents
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Abstract
一种搅拌摩擦焊搅拌头，所述搅拌摩擦焊搅拌头包括：搅拌头主体和轴肩体，搅拌针一体成型于所述搅拌头主体，所述轴肩体旋接在所述搅拌头主体上。上述的方案，可以提高搅拌头的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接技术领域，特别是涉及一种搅拌摩擦焊搅拌头。
背景技术
摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种方法。摩擦焊可以方便地连接同种或异种材料，包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。摩擦焊方法，由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用。搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样，是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源。不同之处在于搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针伸入工件的接缝处，通过焊搅拌头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化。同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接的。
现有技术中的搅拌摩擦焊使用的搅拌头一般可以分为一体成型式和分体式。但是，现有技术中的分体式搅拌头配合处易磨损导致焊接失效，存在着使用寿命短的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例解决的是如何提高搅拌摩擦焊搅拌头的使用寿命。
为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种搅拌摩擦焊搅拌头，所述搅拌摩擦焊搅拌头包括：
搅拌头主体和轴肩体，搅拌针一体成型于所述搅拌头主体，所述轴肩体旋接在所述搅拌头主体上。
可选地，所述搅拌头主体包括沿轴向依次设置的搅拌针、轴肩体连接结构和夹持柄，所述轴肩体包括轴肩和配合连接部，以及沿轴向贯穿所述轴肩和配合连接部的配合连接孔，所述轴肩体连接结构与所述配合连接孔相适配地旋接在一起。
可选地，所述轴肩体连接结构包括第一配合部、第一连接部、第二配合部和搅拌针配合部，所述配合连接孔包括第一配合孔、第一连接孔、第二配合孔和搅拌针配合孔；其中，所述第一配合部的外表面与所述第一配合孔的内壁配合接触，所述第一连接部的外表面与所述第一连接孔的内壁配合连接，所述第二配合部的外表面与所述第二配合孔的内壁配合接触，所述搅拌针配合部的外表面与所述搅拌针配合孔的内壁配合接触。
可选地，所述第一配合孔的内壁和所述第一配合部的外表面为圆柱面。
可选地，所述第一连接孔的内壁和所述第一连接部的外表面为螺纹柱面。
可选地，所述第二配合孔的内壁和所述第二配合部的外表面为圆锥面。
可选地，所述搅拌针配合部的外表面与所述搅拌针配合孔的内壁为圆柱面。
可选地，所述轴肩的外表面上为圆弧面。
可选地，所述轴肩体连接结构和所述配合连接部的外表面上分别设置有夹持槽。
可选地，所述轴肩体连接结构还包括设置在所述轴肩体连接结构表面的散热部。
可选地，所述散热部包括至少一个散热槽。
与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下的优点：
上述的方案，采用搅拌针一体成型于所述搅拌头主体上，而将搅拌头体部分和轴肩体进行分离的方式，一方面，相较于现有技术中一体成型式的搅拌头，可以提高搅拌头的加工制作效率，提高焊接质量，并易于搅拌头的标准化生产；另一方面，可以避免搅拌针与搅拌主体之间的分离连接方式所带来的连接松动或失效，从而可以有效避免因连接松动或失效带来的搅拌针的磨损加剧，因而可以提高搅拌针的使用寿命。
进一步地，由于在所述轴肩体连接结构上包括散热部，可以提高散热效果，进而可以进一步提高搅拌针的使用寿命。
进一步地，轴肩的外表面呈圆弧面，可以避免由于搅拌头搅拌针形貌与轴肩形貌搭配不当造成的焊缝表面成形差、焊接质量下降的问题，可以提高焊接质量。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的一种搅拌摩擦焊搅拌头的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中的搅拌头主体主视图；
图3是本实用新型实施例中的轴肩体的主视图；
图4是本实用新型实施例中的轴肩体的剖面结构示意图。
具体实施方式
现有技术中的搅拌摩擦焊一般可以分为一体成型式和分体式。
其中，一体成型式搅拌搅拌摩擦焊搅拌头通常采用热处理后的材料整体加工方式制作。在整体加工时，搅拌针和轴肩一般需要五轴联动的加工系统进行加工制作，加工难度较大、成本高，且加工效率低。另外，加工搅拌针上螺纹/螺旋槽和轴肩上圆弧凹面/螺旋凹面时，若两者的外形不标准将会导致焊接效果一致性差，使得焊接质量下降。此外，搅拌头为一次消耗品，搅拌针断裂焊接部位磨损严重都导致搅拌头整体报废，且搅拌头的制作也难以实现标准化、简易化。
为解决上述问题，现有技术中采用将搅拌针与搅拌头主体分离的搅拌摩擦焊搅拌头。其中，搅拌针与搅拌头主体之间多以机械或钎焊两种方式进行连接。当两者之间采用机械方式连接时，长时间的焊接会导致搅拌针与搅拌头主体的连接位置松动，配合尺寸偏离设计，焊接效果下降；当搅拌针采用钎焊或其他焊接方式与搅拌头主体连接时，搅拌头整体受热可能会改变搅拌头材料的本身属性。同时，在轴向压力、周向扭力及横向剪切力的作用下，搅拌针与搅拌头主体之间连接容易失效，造成搅拌针的磨损加剧。因此，现有技术中的分离式搅拌摩擦焊搅拌头存在着使用寿命短的问题。
为解决上述问题，本实用新型实施例采用的技术方案通过采用搅拌针一体成型于所述搅拌头主体上，而将搅拌头体部分和轴肩体进行分离的方式，一方面，相较于现有技术中一体成型式的搅拌头，可以提高搅拌头的加工制作效率，提高焊接质量，并易于搅拌头的标准化生产；另一方面，可以避免搅拌针与搅拌主体之间的分离连接方式所带来的连接松动或失效，从而可以有效避免因连接松动或失效带来的搅拌针的磨损加剧，因而可以提高搅拌针的使用寿命。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
图1示出了本实用新型实施例中的一种搅拌摩擦焊搅拌头的结构示意图。如图1所示的搅拌摩擦焊搅拌头，可以包括搅拌头主体10和轴肩体20，搅拌针101与所述搅拌头主体10一体成型，轴肩体20旋接于所述搅拌头主体10上。
其中，搅拌针101与搅拌头主体10一体成型的分离式搅拌头结构，相较于现有技术中一体成型的搅拌头，可以提高搅拌头的加工制作效率，提高焊接质量，并易于搅拌头的标准化生产。同时，可以避免搅拌针101与搅拌主体10之间的分离连接方式所带来的连接松动或失效，从而可以消除搅拌针与搅拌头主体的配合处在焊接过程中机械力及热影响所带来的搅拌针磨损加剧，从而可以提高搅拌针的使用寿命，进而提高搅拌摩擦焊搅拌头的使用寿命。
同时，轴肩体20与搅拌头主体10之间采用旋接的连接方式，可以降低加工安装的难度，装配简单。这里需要指出的是，本实用新型实施例中轴肩体20与搅拌头主体10之间还可以采用其他的连接形式。
请参见图2和图3所示，搅拌头主体10包括沿轴向依次设置的搅拌针101、轴肩体连接结构102和夹持柄103。轴肩体20包括轴肩201和配合连接部202，以及沿轴向贯穿轴肩201和配合连接部202的配合连接孔203。其中，轴肩体连接结构102与配合连接孔203相适配地旋接在一起，从而将轴肩体20与搅拌头主体10连接在一起。
请参见图2和图4所示，轴肩体连接结构102包括第一配合部1021、第一连接部1022、第二配合部1023和搅拌针配合部(图中未示出)。配合连接孔203包括第一配合孔2031、第一连接孔2032、第二配合孔2033和搅拌针配合孔2034。
其中，第一配合部1021的外表面与第一配合孔2031的内壁配合接触，第一连接部1022的外表面与第一连接孔2032的内壁配合连接，第二配合部1023的外表面与第二配合孔2033的内壁配合接触，搅拌针配合部的外表面与搅拌针配合孔2034的内壁配合接触。
在具体实施中，第一配合孔2031的内壁和第一配合部1021的外表面，以及搅拌针配合部的外表面与搅拌针配合孔2034的内壁，可以均采用圆柱面。第一连接孔2032的内壁和第一连接部10222的外表面可以为螺纹柱面。第二配合孔2033的内壁和第二配合部1023的外表面可以为圆锥面。
在加工安装时，将搅拌头主体10通过配合连接孔203插入轴肩体20中，使用拧紧工具，通过第一连接部1022的外表面上设置的外螺纹和设置在第一连接孔2032的内壁上的内螺纹，将搅拌头主体10与轴肩体20旋接在一起。同时，使得第一配合孔2031的内壁和第一配合部1021的外表面紧密接触，第二配合部1023的外表面与第二配合孔2033的内壁紧密接触，以及搅拌针配合部的外表面与搅拌针配合孔2034的内壁紧密接触。这种采用螺纹和圆柱面配合的配合连接方式，可以进一步提高搅拌头主体10和轴肩体20之间的配合精度。
在具体实施中，本实用新型实施例中的轴肩体连接结构中的第一配合部、第一连接部、第二配合部和搅拌针配合部，以及配合连接孔的第一配合孔、第一连接孔、第二配合孔和搅拌针配合孔的尺寸和配合连接形式可以根据实际的需要进行变换。
在具体实施中，为了方便搅拌头主体10与轴肩体20的安装连接，在轴肩体连接结构102上还设置有夹持槽1024，在配合连接部203的外表面上设置有相配合使用的夹持槽2035。加工安装时，使用拧紧工具分别夹持在夹持槽1024和夹持槽2035的对应位置，并向相反的方向转动，便可以将搅拌头主体10与轴肩体20紧密旋接在一起。
在具体实施中，为了进一步提高散热性能，轴肩体连接结构102上还可以进一步设置有散热部。请参见图2-4所示，在本实用新型实施例中，散热部为设置在轴肩体20上的散热槽204。散热槽204的存在，可以增加散热面积，提高散热效果，因而可以提高轴肩体的使用寿命，进而可以提高搅拌摩擦焊搅拌头的使用寿命。
本领域技术人员可以理解的是，本实用新型实施例中的散热部也可以设置在其他的位置，并可以采用其他的结构形式。当采用散热槽时，除了采用图中所示的环状结构之外，也可以采用如沿轴向延伸的散热槽等结构形式。此外，散热槽的个数也可以根据实际的需要进行设置，在此不再赘述。
在具体实施中，本实用新型实施例中的轴肩的外表面为圆弧面，可以避免由于搅拌针形貌与轴肩形貌搭配不当造成的焊缝表面成形差、焊接质量下降的问题，因而可以提高焊接质量。当然，根据实际的需要，轴肩还可以采用其他的结构形式。
以上对本实用新型实施例的搅拌摩擦焊搅拌头做了详细的介绍，本实用新型并不限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (11)
1.一种搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，包括搅拌头主体和轴肩体，搅拌针一体成型于所述搅拌头主体，所述轴肩体旋接在所述搅拌头主体上。
2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述搅拌头主体包括沿轴向依次设置的搅拌针、轴肩体连接结构和夹持柄，所述轴肩体包括轴肩和配合连接部，以及沿轴向贯穿所述轴肩和配合连接部的配合连接孔，所述轴肩体连接结构与所述配合连接孔相适配地旋接在一起。
3.根据权利要求2所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述轴肩体连接结构包括第一配合部、第一连接部、第二配合部和搅拌针配合部，所述配合连接孔包括第一配合孔、第一连接孔、第二配合孔和搅拌针配合孔；其中，所述第一配合部的外表面与所述第一配合孔的内壁配合接触，所述第一连接部的外表面与所述第一连接孔的内壁配合连接，所述第二配合部的外表面与所述第二配合孔的内壁配合接触，所述搅拌针配合部的外表面与所述搅拌针配合孔的内壁配合接触。
4.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述第一配合孔的内壁和所述第一配合部的外表面为圆柱面。
5.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述第一连接孔的内壁和所述第一连接部的外表面为螺纹柱面。
6.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述第二配合孔的内壁和所述第二配合部的外表面为圆锥面。
7.根据权利要求3所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述搅拌针配合部的外表面与所述搅拌针配合孔的内壁为圆柱面。
8.根据权利要求2所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述轴肩的外表面上为圆弧面。
9.根据权利要求2所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述轴肩体连接结构和所述配合连接部的外表面上分别设置有夹持槽。
10.根据权利要求9所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述轴肩体连接结构还包括设置在所述轴肩体连接结构表面的散热部。
11.根据权利要求10所述的搅拌摩擦焊搅拌头，其特征在于，所述散热部包括至少一个散热槽。
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